CN114452909A - 一种高稳定性辣椒红粉末及其制备方法 - Google Patents
一种高稳定性辣椒红粉末及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及食品添加剂微胶囊乳化包埋技术领域，具体涉及一种高稳定性辣椒红粉末及其制备方法。本发明提供一种辣椒红粉末，其由包括如下重量份组分的原料制备得到：水溶性壁材30‑60份、辣椒红色素20‑40份、填充剂40‑60份、抗氧化剂1‑4份和稳定剂1‑3份；其中，所述填充剂包括DE值大于20且小于等于29的麦芽糊精，所述稳定剂包括十六碳及以上的饱和脂肪酸。本发明提供的辣椒红粉末的包埋率可达到98.5％以上，在水中迅速分散，同时具有较高的光热稳定性，综合性能优异，拓展了辣椒红色素的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及食品添加剂微胶囊乳化包埋技术领域，具体涉及一种高稳定性辣椒红粉末及其制备方法。
背景技术
辣椒红色素是从成熟的辣椒红果实中提取出来的一种天然红色素，属于类胡萝卜素的一种，主要成分为辣椒红素、辣椒玉红素等。辣椒红色素的着色能力强，颜色鲜亮，主要应用在食品、医药、化妆品等领域。但是由于辣椒红素属于叶黄素类共轭多烯烃含氧衍生物，属于油溶性色素，因此实际上主要应用在酱油、饼干、奶油等食品上。此外辣椒红色素对光、热、氧极为敏感，致使其稳定性较差，导致其在饮料、糖浆、冰激凌等以水为基质的产品中的应用受到了极大的限制。
采用微胶囊包埋技术对辣椒红色素进行包埋处理可一定程度地解决上述问题，例如：专利申请CN201810967063.2公开了一种辣椒红色素微胶囊及其制备方法，该方法使用水溶性壁材、乳化剂、辣椒红色素、油溶溶剂、填充剂、酸度调节剂、水溶抗氧化剂和油溶抗氧化剂制备辣椒红色素微胶囊，提高了辣椒红色素的水溶性，但是其原料配方和工艺复杂，成本较高，而且辣椒红色素的光热稳定性仍然较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种高稳定性辣椒红粉末及其制备方法。
辣椒红色素用于食品等的着色不仅需要具有高包埋率保证其在光照、高温、氧气环境中含量、颜色稳定，并且还需要保证其在水中的迅速分散以及溶于水后颜色稳定。虽然现有技术中已有一些利用微胶囊乳化包埋辣椒红色素的方法，但是，这些方法或存在原料组成复杂、工艺复杂、成本高的问题，或存在包埋率低、水溶性差、稳定性差的问题，较难满足其用于食品、医药等领域的添加剂的需要。本发明以开发原料配方简单、水溶性和稳定性较好的辣椒红粉末为目的，在研发过程中发现，通过在原料中添加高水解度(高DE值)的麦芽糊精能够显著提高辣椒红色素的包埋率并有效改善其水溶性，使得辣椒红素能够快速分散在水中，同时其光热稳定性也得到显著提升。
基于上述发现，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种辣椒红粉末，其由包括如下重量份组分的原料制备得到：水溶性壁材30-60份、辣椒红色素20-40份、填充剂40-60份、抗氧化剂1-4份和稳定剂1-3份；其中，所述填充剂包括DE值大于20且小于等于29的麦芽糊精；所述稳定剂包括十六碳及以上的饱和脂肪酸。
现有技术在制备水溶性辣椒红粉末时，也有添加麦芽糊精作为填充剂的报道，但是，其并未发现麦芽糊精的水解度会对辣椒红粉末的性能产生影响，因此未对麦芽糊精的DE值进行控制，而在以麦芽糊精作为填充剂时，一般使用DE10、DE15、DE20的麦芽糊精。然而，本发明在研发时意外地发现，麦芽糊精的水解度对于辣椒红粉末的包埋率、溶解速度和稳定性均会产生影响。优选采用DE值大于20且小于等于29的麦芽糊精，此时麦芽糊精的水解度较高，有利于提升辣椒红色素的包埋率、溶解速度和稳定性。此外，本发明还发现，在以上述麦芽糊精作为填充剂时，在上述原料体系中添加十六碳及以上的饱和脂肪酸作为稳定剂能够显著提高辣椒红色素的光热稳定性，使其耐受光照和高温条件的能力显著增强。
对于麦芽糊精的用量，优选地，所述原料中，DE值大于20且小于等于29的麦芽糊精与辣椒红色素的质量比为(1-3)：1。将麦芽糊精的用量控制在上述范围内，能够更好地提升辣椒红素的包埋率和溶解速度。
除麦芽糊精外，所述填充剂还包括糖类物质，糖类物质与DE值大于20且小于等于29的麦芽糊精的质量比为1：(5-10)。麦芽糊精与糖类物质按上述比例复配后，有利于提高产品的体积膨胀率，使产品不易结块，冲调性好。
优选地，所述糖类物质选自蔗糖、葡萄糖、乳糖中的任意一种或多种。更优选地，所述糖类物质为白砂糖。
优选地，所述原料中，稳定剂与辣椒红色素的质量比为1：(10-35)。
本发明中，十六碳及以上的饱和脂肪酸是指碳原子数≥16的饱和脂肪酸。在这类脂肪酸中，硬脂酸对于提高辣椒红素的稳定性的效果明显更优。
因此，优选地，所述十六碳及以上的饱和脂肪酸为硬脂酸。
在辣椒红粉末的原料中，水溶性壁材可选自淀粉、淀粉衍生物、阿拉伯胶、明胶、大豆蛋白中的至少一种。
优选地，所述水溶性壁材为辛烯基琥珀酸淀粉钠或明胶，或者为质量比为(1-5)：1的辛烯基琥珀酸淀粉钠和明胶。
抗氧化剂可同时选择水溶性抗氧化剂和油溶性抗氧化剂。
优选地，抗氧化剂包括质量比为(0.5-1.5)：(1-2)的水溶性抗氧化剂和油溶性抗氧化剂。
其中，水溶性抗氧化剂为选自抗坏血酸、异抗坏血酸钠、茶多酚提取物中的至少一种。优选为抗坏血酸或异抗坏血酸钠。
油溶性抗氧化剂为选自迷迭香提取物、维生素E、抗坏血酸棕榈酸酯中的至少一种。优选为迷迭香提取物或维生素E。
优选地，水溶性抗氧化剂为异抗坏血酸钠或抗坏血酸，油溶性抗氧化剂为迷迭香提取物；或者，水溶性抗氧化剂为抗坏血酸，油溶性抗氧化剂为维生素E。
具体地，本发明所述的高稳定性辣椒红粉末的制备原料包括如下重量份的组分：水溶性壁材40-60份、辣椒红色素20-40份、填充剂50-60份，抗氧化剂1-4份，稳定剂0.5-5份。
作为本发明的优选方案，所述高稳定性辣椒红粉末的制备原料包括如下重量份的组分：水溶性壁材40-60份、辣椒红色素20-35份、填充剂50-60份，抗氧化剂1-3份，稳定剂0.5-3份，水200-300份。
进一步地，本发明提供以上所述的高稳定性辣椒红粉末的制备方法，所述方法包括如下步骤：
将水溶性壁材、填充剂、水溶性抗氧化剂、稳定剂溶解于水中，得到囊材相；
将辣椒红色素、油溶性抗氧化剂混合得到芯材相；
将芯材相与囊材相混合，经乳化、均质后进行干燥。
上述方法中，乳化的条件为：搅拌转速2000-10000rpm，搅拌时间10-100min。
均质的压力为25-40Mpa。
干燥优选为喷雾干燥，进风温度160～240℃，出风温度60～120℃。
水溶性壁材、填充剂、水溶性抗氧化剂、稳定剂的溶解为在40-100℃条件下进行。
辣椒红色素、油溶性抗氧化剂的混合为在50-100℃条件下进行。
优选地，所述制备方法包括以下步骤：
将水溶性壁材、填充剂、水溶性抗氧化剂和稳定剂加入水中，在40-80℃条件下充分溶解，得到囊材相；
将油溶性抗氧化剂加入到辣椒红色素中混合，于50-100℃条件下搅拌均匀，得到芯材相；
将芯材相加入囊材相中，5000-10000rpm搅拌10-30min进行乳化，然后于30Mpa均质，将均质后的乳液喷雾干燥，得到辣椒红粉末。
本发明提供的高稳定性辣椒红粉末的色价为40-60，具有很好的着色效果，包埋率达到98.5％以上，在水中迅速分散，室外光照7天辣椒红色素的保留率达到10％以上，55℃放置10天后的辣椒红色素保留率可达65％以上。
本发明还提供所述高稳定性辣椒红粉末在制备食品、药品或化妆品中的应用。
本发明的有益效果在于：本发明提供的高稳定性辣椒红粉末的包埋率可达到98.5％以上，在水中迅速分散，分散时间降低至30s内，同时具有较高的光热稳定性，室外(室外温度在25-37℃)光照7天后辣椒红色素的含量保留率可达10％以上，55℃放置10天后的辣椒红色素保留率可达65％以上，且辣椒红粉末具有较高的产率。该高稳定性辣椒红粉末的综合性能优异，拓展了辣椒红色素的应用范围。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种高稳定性辣椒红粉末，其制备原料组成如下：明胶45g，DE25的麦芽糊精48g，白砂糖5g，异维生素C钠0.9g，水280g，250色价的辣椒红色素25g，硬脂酸1.5g，迷迭香提取物1.0g。
本发明还提供上述高稳定性辣椒红粉末的制备方法，其步骤如下：
(1)将明胶、白砂糖、异维生素C钠、DE25麦芽糊精和硬脂酸加入水中，在80℃条件下充分分散均匀，得到囊材相；
(2)将辣椒红色素和迷迭香提取物混合，60℃搅拌均匀，得到芯材相；
(3)在剪切条件下，将步骤(2)制得的芯材相趁热缓慢加入步骤(1)制得的囊材相中，5000rpm搅拌10min使其充分乳化，然后趁热30MPa均质1次；均质后的乳液进行喷雾干燥，干燥条件为进风温度180℃、出风温度100℃、进料量80ml/h，得到辣椒红粉末。
实施例2
本实施例提供一种高稳定性辣椒红粉末，其制备原料组成如下：辛烯基琥珀酸淀粉钠45g，DE25的麦芽糊精48g，白砂糖5g，维生素C1.5g，硬脂酸1.1g，水300g，250色价的辣椒红色素35g，迷迭香提取物1.2g。
本发明还提供上述高稳定性辣椒红粉末的制备方法，其步骤如下：
(1)将辛烯基琥珀酸淀粉钠、白砂糖、DE25麦芽糊精、维生素C和硬脂酸加入水中，在60℃条件下充分分散均匀，得到囊材相；
(2)将辣椒红色素和迷迭香提取物混合，70℃搅拌均匀，得到芯材相；
(3)在剪切条件下，将步骤(2)制得的芯材相趁热缓慢加入步骤(2)制得的囊材相中，7000rpm搅拌15min使其充分乳化，然后趁热30MPa均质1次；均质后的乳液进行喷雾干燥，干燥条件为进风温度200℃、出风温度90℃、进料量100ml/h，得到辣椒红粉末。
实施例3
本实施例提供一种高稳定性辣椒红粉末，其制备原料组成如下：辛烯基琥珀酸淀粉钠36g，明胶9g，DE29的麦芽糊精48g，白砂糖6.5g，维生素C1.2g，硬脂酸1.5g，水250g，250色价的辣椒红色素20g，维生素E1.2g。
本发明还提供上述高稳定性辣椒红粉末的制备方法，其步骤如下：
(1)将辛烯基琥珀酸淀粉钠、明胶、白砂糖、DE29麦芽糊精、维生素C和硬脂酸加入水中，在60℃条件下充分分散均匀，得到囊材相；
(2)将辣椒红色素和维生素E混合，60℃搅拌均匀，得到芯材相；
(3)在剪切条件下，将步骤(2)制得的芯材相趁热缓慢加入步骤(1)制得的囊材相中，7500rpm搅拌30min使其充分乳化，然后趁热30MPa均质1次；均质后的乳液进行喷雾干燥，干燥条件为进风温度160℃、出风温度75℃、进料量120ml/h，得到辣椒红粉末。
实施例4
本实施例提供一种高稳定性辣椒红粉末，其制备原料组成如下：辛烯基琥珀酸淀粉钠25g，明胶25g，DE22的麦芽糊精45g，白砂糖6g，维生素C1.0g，硬脂酸2.3g，水280g，250色价的辣椒红色素25g，维生素E1.8g。
本发明还提供上述高稳定性辣椒红粉末的制备方法，其步骤如下：
(1)将辛烯基琥珀酸淀粉钠、明胶、白砂糖、DE22麦芽糊精、维生素C和硬脂酸加入水中，在70℃条件下充分分散均匀，得到囊材相；
(2)将辣椒红色素和维生素E混合，60℃搅拌均匀，得到芯材相；
(3)在剪切条件下，将步骤(2)制得的芯材相趁热缓慢加入步骤(1)制得的囊材相中，7500rpm搅拌30min使其充分乳化，然后趁热30MPa均质1次；均质后的乳液进行喷雾干燥，干燥条件为进风温度180℃、出风温度92℃、进料量100ml/h，得到辣椒红粉末。
对比例1
本对比例提供一种辣椒红粉末，其采用如下制备方法制备得到：
(1)将36g辛烯基琥珀酸淀粉钠、9g明胶、6.5g白砂糖、48gDE15麦芽糊精、1.2g维生素C，硬脂酸1.5g，加入250g水中，在60℃条件下充分分散均匀，得到囊材相；
(2)将20g色价为250的辣椒红色素和1.2g维生素E混合，60℃搅拌均匀，得到芯材相；
(3)在剪切条件下，将步骤(2)制得的芯材相趁热缓慢加入步骤(1)制得的囊材相中，7500rpm搅拌30min使其充分乳化，然后趁热30MPa均质1次；均质后的乳液进行喷雾干燥，干燥条件为进风温度160℃、出风温度75℃、进料量120ml/h，得到辣椒红粉末。
对比例2
本对比例提供一种辣椒红粉末，其采用如下制备方法制备得到：
(1)将36g辛烯基琥珀酸淀粉钠、9g明胶、6.5g白砂糖、48gDE29麦芽糊精、1.2g维生素C加入250g水中，在60℃条件下充分分散均匀，得到囊材相；
(2)将20g色价为250的辣椒红色素和1.2g生素E，60℃搅拌均匀，得到芯材相；
(3)在剪切条件下，将步骤(2)制得的芯材相趁热缓慢加入步骤(1)制得的囊材相中，7500rpm搅拌30min使其充分乳化，然后趁热30MPa均质1次；均质后的乳液进行喷雾干燥，干燥条件为进风温度160℃、出风温度75℃、进料量120ml/h，得到辣椒红粉末。
对比例3
本对比例提供一种辣椒红粉末，其采用如下制备方法制备得到：
(1)将36g辛烯基琥珀酸淀粉钠、9g明胶、6.5g白砂糖、48gDE29麦芽糊精、1.2g维生素C和1.5g月桂酸加入250g水中，在60℃条件下充分分散均匀，得到囊材相；
(2)将20g色价为250的辣椒红色素和1.2g生素E，60℃搅拌均匀，得到芯材相；
(3)在剪切条件下，将步骤(2)制得的芯材相趁热缓慢加入步骤(1)制得的囊材相中，7500rpm搅拌30min使其充分乳化，然后趁热30MPa均质1次；均质后的乳液进行喷雾干燥，干燥条件为进风温度160℃、出风温度75℃、进料量120ml/h，得到辣椒红粉末。
实验例
对实施例1～4及对比例1～3制备得到的辣椒红粉末进行包埋率、在水中的分散速度以及光、热稳定性的测定，其中，包埋率采用分光光度法测定；分散速度测定方法如下：0.5g辣椒红粉末于装有50ml水的50ml比色管的顶部分散至底部的时间；光照保留率测定方法如下：检测室外光照7天(室外温度在25-37℃范围内)在水溶液中辣椒红色素的保留率(采用紫外-可见光分光光度方法测定色调值，经室外光照7天后的色调值占初始色调值的比例即为保留率)；热稳定性检测方法：55℃条件下，将辣椒红粉末真空包装后放置于55℃恒温箱中，紫外-可见光分光光度方法测定其放置10天后的辣椒红色素含量，计算含量保留率。
同时，计算各实施例和对比例的辣椒红粉末的产率，产率的计算方法如下：
各实施例及对比例制得的辣椒红粉末的产率、包埋率、分散速度、经光照后的色素保留率以及热稳定性的检测结果见表1，其中，实施例1～4的辣椒红粉末的包埋率、分散速度和光、热稳定性均显著高于对比例1～3，而且，实施例1～4的产率与对比例1～3相当或略高于对比例1～3。
表1包埋率、分散速度和色素保留率检测结果
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种高稳定性辣椒红粉末，其特征在于，其由包括如下重量份组分的原料制备得到：水溶性壁材30-60份、辣椒红色素20-40份、填充剂40-60份、抗氧化剂1-4份和稳定剂1-3份；
其中，所述填充剂包括DE值大于20且小于等于29的麦芽糊精；
所述稳定剂包括十六碳及以上的饱和脂肪酸。
2.根据权利要求1所述的高稳定性辣椒红粉末，其特征在于，所述原料中，DE值大于20且小于等于29的麦芽糊精与辣椒红色素的质量比为(1-3)：1。
3.根据权利要求1或2所述的高稳定性辣椒红粉末，其特征在于，所述填充剂还包括糖类物质，糖类物质与DE值大于20且小于等于29的麦芽糊精的质量比为1：(5-10)；
优选地，所述糖类物质选自蔗糖、葡萄糖、乳糖中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的高稳定性辣椒红粉末，其特征在于，所述原料中，稳定剂与辣椒红色素的质量比为1：(10-35)。
5.根据权利要求4所述的高稳定性辣椒红粉末，其特征在于，所述十六碳及以上的饱和脂肪酸为硬脂酸。
6.根据权利要求1～5任一项所述的高稳定性辣椒红粉末，其特征在于，所述水溶性壁材为选自淀粉、淀粉衍生物、阿拉伯胶、明胶、大豆蛋白中的至少一种；
优选地，所述水溶性壁材为辛烯基琥珀酸淀粉钠或明胶，或者为质量比为(1-5)：1的辛烯基琥珀酸淀粉钠和明胶。
7.根据权利要求6所述的高稳定性辣椒红粉末，其特征在于，所述抗氧化剂包括质量比为(0.5-1.5)：(1-2)的水溶性抗氧化剂和油溶性抗氧化剂；
所述水溶性抗氧化剂为选自抗坏血酸、异抗坏血酸钠、茶多酚提取物中的至少一种；所述的油溶性抗氧化剂为选自迷迭香提取物、维生素E、抗坏血酸棕榈酸酯中的至少一种。
8.权利要求1～7任一项所述的高稳定性辣椒红粉末的制备方法，其特征在于，包括：
将水溶性壁材、填充剂、水溶性抗氧化剂、稳定剂溶解于水中，得到囊材相；
将辣椒红色素、油溶性抗氧化剂混合得到芯材相；
将芯材相与囊材相混合，经乳化、均质后进行干燥。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，乳化的条件为：搅拌转速2000-10000rpm，搅拌时间10-100min；
和/或，所述均质的压力为25-40Mpa；
和/或，所述干燥为喷雾干燥，进风温度160～240℃，出风温度60～120℃。
10.权利要求1～7任一项所述的高稳定性辣椒红粉末或权利要求8或9所述的制备方法在制备食品、药品或化妆品中的应用。
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